《生态毒理学C3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生态毒理学C3（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、生生 态态 毒毒 理理 学学第三章第三章 毒物吸收途经与毒物吸收途经与动力学原理动力学原理1第一节第一节 毒物的吸收过程毒物的吸收过程一、跨膜过程一、跨膜过程 毒物要透过至少一层细胞膜才能进入生物体毒物要透过至少一层细胞膜才能进入生物体。 1。被动转运：物理作用（简单扩散，滤过）。被动转运：物理作用（简单扩散，滤过） 2。特殊转运：生物作用（异化扩散，主动转运）。特殊转运：生物作用（异化扩散，主动转运） 膜（镶嵌）蛋白：载体蛋白（转运蛋白）、结合蛋膜（镶嵌）蛋白：载体蛋白（转运蛋白）、结合蛋白白 3。内吞作用（。内吞作用（endocytosis）：生物膜变形（胞）：生物膜变形（胞饮，吞噬饮，吞
2、噬 ）2第一节第一节 毒物的吸收过程毒物的吸收过程3第一节第一节 毒物的吸收过程毒物的吸收过程二、二、 吸收吸收 污染物透过生物膜进入血液循环的过程，或指污染污染物透过生物膜进入血液循环的过程，或指污染物透过细胞膜进入细胞的过程（相对于吸附）。物透过细胞膜进入细胞的过程（相对于吸附）。 三、三、 分布分布 环境污染物随血液或其它液体的流动，分散到全身环境污染物随血液或其它液体的流动，分散到全身个组织细胞的过程。个组织细胞的过程。 屏障：细胞多层、密致屏障：细胞多层、密致 四、四、 排泄排泄 肾脏排泄为主，还有胆汁排泄（乳化作用）。肾脏排泄为主，还有胆汁排泄（乳化作用）。4第二节第二节 毒物的吸
3、收方式毒物的吸收方式一、皮肤吸收一、皮肤吸收 比其他上皮组织慢，却是一些外源化合物进入体比其他上皮组织慢，却是一些外源化合物进入体内的重要途径。内的重要途径。 有机溶剂特别是一些既有水溶性又有脂溶性的小分有机溶剂特别是一些既有水溶性又有脂溶性的小分子，如二甲基亚砜（子，如二甲基亚砜（DMSO）、氯仿、甲醇，通过与）、氯仿、甲醇，通过与脂类物质相溶而穿过表皮。这种作用使其他化合物可脂类物质相溶而穿过表皮。这种作用使其他化合物可以作为溶质被吸收，从而加剧了皮肤的通透性。以作为溶质被吸收，从而加剧了皮肤的通透性。 5第二节第二节 毒物的吸收方式毒物的吸收方式二、肺吸收二、肺吸收 肺吸收的毒性物质一般
4、是气体肺吸收的毒性物质一般是气体 肺对气体的吸收很大程度上取决于气体的水溶性肺对气体的吸收很大程度上取决于气体的水溶性 血血/气分配系数：化学物质在血液中的浓度和在空气气分配系数：化学物质在血液中的浓度和在空气中浓度的比值。血中浓度的比值。血/气分配系数小的气体如臭氧，很快气分配系数小的气体如臭氧，很快与血液达到平衡，在此情况下血液中化学物质承载量与血液达到平衡，在此情况下血液中化学物质承载量受血流速度影响。受血流速度影响。 肺中出现入侵化学物质和微粒，刺激各种特异免疫肺中出现入侵化学物质和微粒，刺激各种特异免疫细胞，如巨噬细胞内产生趋化现象和噬菌细胞活性。细胞，如巨噬细胞内产生趋化现象和噬菌
5、细胞活性。 6第二节第二节 毒物的吸收方式毒物的吸收方式三、腮吸收三、腮吸收 腮是水生生物的基本呼吸器官，特征是具有很薄的腮是水生生物的基本呼吸器官，特征是具有很薄的上皮组织，缩小外界有氧环境和内部体液之间的距离。上皮组织，缩小外界有氧环境和内部体液之间的距离。 腮具有离子和渗透调节等重要功能。海水鱼喝水，腮具有离子和渗透调节等重要功能。海水鱼喝水，淡水鱼不喝水淡水鱼不喝水 腮表面由一层到多层紧密联结的上皮细胞构成，并腮表面由一层到多层紧密联结的上皮细胞构成，并允许胞外溶剂和溶质通过。其细胞膜结构与肺上皮相允许胞外溶剂和溶质通过。其细胞膜结构与肺上皮相似。似。 许多生物的腮部还有一种分泌粘液主
6、要起保护作用许多生物的腮部还有一种分泌粘液主要起保护作用的细胞。对鱼来说，粘液富含糖蛋白，形成能阻挡一的细胞。对鱼来说，粘液富含糖蛋白，形成能阻挡一些微量金属的多阴离子保护层。些微量金属的多阴离子保护层。 7第二节第二节 毒物的吸收方式毒物的吸收方式四、消化道吸收四、消化道吸收 通过消化吸收是多细胞动物吸收毒物的一个主要途通过消化吸收是多细胞动物吸收毒物的一个主要途径。因为分子吸收是肠胃系统的主要功能。化学物质径。因为分子吸收是肠胃系统的主要功能。化学物质吸收可以发生在消化系统从口腔到直肠的全程，但哺吸收可以发生在消化系统从口腔到直肠的全程，但哺乳动物的吸收主要在小肠完成。胃肠区具有特殊的转乳
7、动物的吸收主要在小肠完成。胃肠区具有特殊的转运系统，运输氨基酸、脂肪酸、糖类、铁、钠、钙等运系统，运输氨基酸、脂肪酸、糖类、铁、钠、钙等营养，而大多数化学物质却是通过扩散吸收的。营养，而大多数化学物质却是通过扩散吸收的。 胃肠道吸收可以通过胞饮作用，吸收直径只有几纳胃肠道吸收可以通过胞饮作用，吸收直径只有几纳米的小微粒，经淋巴系统进入循环系统。米的小微粒，经淋巴系统进入循环系统。 8第二节第二节 毒物的吸收方式毒物的吸收方式五、植物对毒物的吸收五、植物对毒物的吸收 有毒化学物质通过叶或根的吸收进入植物或附着在有毒化学物质通过叶或根的吸收进入植物或附着在叶表面的蜡质上。迁移速度和靶位置由毒物的物
8、理化叶表面的蜡质上。迁移速度和靶位置由毒物的物理化学性质和环境情况（包括温度，湿度，紫外线暴露，学性质和环境情况（包括温度，湿度，紫外线暴露，叶边界层厚度等因素）决定。叶边界层厚度等因素）决定。 陆生维管植物可以通过叶片气孔摄入气态的污染物，陆生维管植物可以通过叶片气孔摄入气态的污染物，或摄入干湿沉降的污染物。或摄入干湿沉降的污染物。 9毒物毒物植物的吸收路径植物的吸收路径SO290被气孔吸收。被气孔吸收。NH3/NH4 在在许许多欧洲国家，干沉降和湿沉降各占多欧洲国家，干沉降和湿沉降各占50，湿沉降的，湿沉降的N被根系被根系吸收，而吸收，而NH3通通过过气孔气孔进进入植物并溶解在叶内形成入植
9、物并溶解在叶内形成NH4。CO通通过过气孔吸收，路径与气孔吸收，路径与SO2吸收相一致。吸收相一致。F毒物以毒物以颗颗粒粒态态或气或气态态HF的形式存在，通的形式存在，通过过气孔气孔进进入到老的或入到老的或风风化的的叶片中，并溶解在包化的的叶片中，并溶解在包围围叶肉叶肉细细胞的水中，通胞的水中，通过过蒸蒸腾腾作用流作用流到叶的到叶的边缘边缘而引起坏死。而引起坏死。H2O2主要通主要通过过气孔以气气孔以气态态形式形式进进入，毒物入，毒物进进入入细细胞壁的液胞壁的液态态基基质质中的中的一个叫作一个叫作apoplastic非原非原质质体的区域体的区域半半挥发挥发性有机性有机物物质质吸收的方式取决于亨
10、利常数（与吸收的方式取决于亨利常数（与挥发挥发性有关）和辛醇：水分配系性有关）和辛醇：水分配系数（与脂溶性有关），四数（与脂溶性有关），四氯联氯联苯以气苯以气态态形式迁移到生物体，吸附形式迁移到生物体，吸附于于颗颗粒和气溶胶上的多粒和气溶胶上的多氯联氯联苯，通苯，通过过沉沉积过积过程和程和挥发为挥发为气气态态而被而被转转移，从气孔移，从气孔进进入和溶解在蜡入和溶解在蜡质质中是中是许许多半多半挥发挥发性物性物质质和和PCBs进进入的重要途径。入的重要途径。2,4-D（除草（除草剂剂）高水溶性和低的亨利常数决定其通高水溶性和低的亨利常数决定其通过过根部吸收并通根部吸收并通过过蒸蒸腾腾作用作用转转移
11、至叶片（移至叶片（Paterson 等，等，1994）。）。10毒物毒物植物的吸收路径植物的吸收路径汞汞毒物以自由气毒物以自由气态态形式（也可以是粒子形式（也可以是粒子结结合合态态）迁移同）迁移同时时被氧被氧化，并且通化，并且通过过干解和湿解干解和湿解过过程程转转化化为为离子和离子和颗颗粒状粒状态态而除去。而除去。来自熔来自熔炼炼的痕的痕量金属量金属主要通主要通过过根部从土壤中吸收。也可以通根部从土壤中吸收。也可以通过树过树皮皮进进入入树树木（或木（或通通过过叶片），叶片），经过韧经过韧皮部到木皮部到木质质部而被部而被转转运。运。放射性核素放射性核素（例如（例如134,137Cs、210Pb、
12、210Po）没有表皮的地衣主没有表皮的地衣主动动吸收，特吸收，特别别是多叶的和具有菌体的种是多叶的和具有菌体的种类类。地衣没有根系地衣没有根系统统，主要从大气中通，主要从大气中通过过沉降和机械捕捉而吸收。沉降和机械捕捉而吸收。11第三节第三节 毒物动力学毒物动力学一、毒物化学动力学阶段：体内分布过程一、毒物化学动力学阶段：体内分布过程 也称毒理宏观动力学（也称毒理宏观动力学（Toxico-kinetics）阶）阶段，包括了毒物被吸收至生态系统生命组分或段，包括了毒物被吸收至生态系统生命组分或生物体、机体体液的运输、组织及器官内的分生物体、机体体液的运输、组织及器官内的分布及累积、毒物的生物学转
13、化与代谢、毒物的布及累积、毒物的生物学转化与代谢、毒物的排除以及有机体代谢物的排除。排除以及有机体代谢物的排除。 12第三节第三节 毒物动力学毒物动力学1. 一室模型一室模型 吸收时：吸收时： 排出时：排出时：13第三节第三节 毒物动力学毒物动力学2. 二室模型二室模型 通常在毒物快速进入的情况下（如注射），毒物通常在毒物快速进入的情况下（如注射），毒物在血浆中的浓度时间函数为一曲线而并非直线，原因在血浆中的浓度时间函数为一曲线而并非直线，原因是毒物被分配到多室中。最简单的情况是二室模型，是毒物被分配到多室中。最简单的情况是二室模型，在此模型中毒物很快地分配到血浆和组织中去，但是在此模型中毒物
14、很快地分配到血浆和组织中去，但是毒物的排出和代谢（统称为清除）过程更加缓慢。这毒物的排出和代谢（统称为清除）过程更加缓慢。这种模型的微分方程如下：种模型的微分方程如下： dCp/dtk21CTk12CPk2Cp 积分得到：积分得到： CPAet +B et 14第三节第三节 毒物动力学毒物动力学二、毒物生物动力学阶段：体内效应过程二、毒物生物动力学阶段：体内效应过程 也称毒理微观热力学（也称毒理微观热力学（Toxico-dynamics）阶段，阶段，是指以包含了分子、离子或胶体形式存是指以包含了分子、离子或胶体形式存在的毒性物质与细胞上或细胞内部的特定作用在的毒性物质与细胞上或细胞内部的特定作
15、用部位（即受体）的交互作用，最后乃产生毒性部位（即受体）的交互作用，最后乃产生毒性效应。效应。15第三节第三节 毒物动力学毒物动力学毒性微毒性微观热观热力学力学（Toxico-dynamics）毒性宏毒性宏观动观动力学力学（Toxico-kinetics） 细细胞毒性胞毒性 毒物分子毒物分子暴露于暴露于污污染物染物 吸吸 收收 再分布再分布 积积累累 生物生物转转化化 排排 泄泄 16第三节第三节 毒物动力学毒物动力学三、致死体内含量（临界体内残留量，三、致死体内含量（临界体内残留量，CBR） 大部分实际的毒性生物测试法均基于环境中的化学物暴露浓度大部分实际的毒性生物测试法均基于环境中的化学物
16、暴露浓度而非剂量。这种生物测试法事实上并不能反映毒物环境暴露而非剂量。这种生物测试法事实上并不能反映毒物环境暴露的路径（例如，从食物或微粒中吸收的毒物远比可溶性毒物的路径（例如，从食物或微粒中吸收的毒物远比可溶性毒物的累积要重要）。的累积要重要）。 在水生毒理学中，在水生毒理学中，LBB（lethal body burden）被定义为生物）被定义为生物体死亡时其体内毒物的摩尔浓度。体死亡时其体内毒物的摩尔浓度。LBB方法的重要性在于，方法的重要性在于，它的目标是将毒性与被测生物体内实际组织中的毒物浓度等它的目标是将毒性与被测生物体内实际组织中的毒物浓度等同起来。同起来。 LBB能与一级毒物代谢动力学模型连用，通过暴露信息（浓度、能与一级毒物代谢动力学模型连用，通过暴露信息（浓度、时间）来确定时间）来确定LC50值。值。LC50值将随暴露时间的增加而减小，值将随暴露时间的增加而减小，直到生物体内的化合物浓度与食物中浓度达到平衡，此时直到生物体内的化合物浓度与食物中浓度达到平衡，此时LC50达到最终值而不再变化。达到最终值而不再变化。 17作业作业 2v用研究实例说明得到用研究实例说明得到LC50的方法和过程；分的方法和过程；分析这种毒性评价方法的优、缺点。析这种毒性评价方法的优、缺点。（10月月29日以前交）日以前交）18
